УЧЕТ КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ПРОГНОЗИРОВАНИИ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ А.Г.ТЕРЕШИН НИЛ Глобальных проблем энергетики Московский энергетический институт (технический университет) 22 апреля 2009 г.

Цель проекта Повышение точности планирования объемов потребления тепловой энергии в различных субъектах федерации за счет учета результатов моделирования региональных климатических изменений на территории России НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Решаемые задачи Моделирование и долгосрочное прогнозирование региональных климатических изменений на территории России Хранение и обработка данных по климатическим и социально-экономическим характеристикам и параметрам систем теплоснабжения субъектов федерации Расчет региональных прикладных климатических характеристик Расчет текущих и перспективных объемов потребления тепловой энергии в различных отраслях экономики субъектов федерации на основании экономических и демографических сценариев с учетом прогнозных оценок изменений климата НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Схема расчетов НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Пример представления информации о регионе

Регрессионно-аналитическая модель климата T региональный ряд средних годовых или сезонных температур; X i ряд температурных откликов глобальной нестационарной энергобалансовой климатической модели Anthr (i = 1) и Volc (i = 2); X 3 ряд значений среднегодовых отклонений скорости вращения Земли (Rot); X 4 ряд значений NAOI; X 5 единичный вектор (E); вектор случайных ошибок НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Основные климатические факторы и характеризующие их переменные НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Моделирование средних годовых температур для Московского региона НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Моделирование средних зимних температур для Московского региона НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Моделирование средних весенних температур для Московского региона НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Модели расчета климатических параметров отопительного периода Отопительный период холодная часть года между устойчивым переходом среднесуточной температуры наружного воздуха уровня +8ºС. Средняя температура отопительного периода:,(1) Продолжительность отопительного периода:,(2) где T k средние сезонные температуры; a и b коэффициенты линейной регрессии; k = 1, 2, 3, 4 (1 – зима, 2 – весна, 3 – лето, 4 – осень). Дефицит тепла (интегральная сумма перепадов температур внутри и снаружи зданий за весь срок отопительного периода):,(3) где T в температура воздуха внутри отапливаемых помещений, принимаемая по нормативам равной +18С. НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Результаты моделирования для Московского региона (Т оп ) НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Результаты моделирования для Московского региона (P оп ) НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Результаты моделирования для Московского региона (E оп ) НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Расчет теплопотребления ЖКХ с учетом изменений климата где q ж удельный расход тепла на отопление жилых зданий в регионе, Гкал/м 2 (зависит от структуры жилищного фонда (этажность зданий, тип застройки), теплотехнических характеристик (материал стен, конструкция зданий)); α к коэффициент, учитывающий долю расхода тепла на отопление и вентиляцию общественных зданий; С ээ коэффициент энергоэффективности ЖКХ; β коэффициент, учитывающий изменение природно- климатических факторов, определяемый как отношение фактического (для оценки текущего теплопотребления) или прогнозного (для планирования на перспективу) дефицита тепла (Е) к нормативному (Е норм ):

Нецентрализованное отопление где q норм1 и q норм2 удельный расход тепла на отопление жилых зданий в регионе, Гкал/м 2 (для 1- 2-этажных зданий); k цо – доля жилого фонда с централизованным отоплением Сээ коэффициент энергоэффективности ЖКХ; β коэффициент, учитывающий изменение природно-климатических факторов, определяемый как отношение фактического (для оценки текущего теплопотребления) или прогнозного (для планирования на перспективу) дефицита тепла (Е календ ) к нормативному (Е норм ):

Потребление тепловой энергии населением г. Москвы в гг. Источник: Росстат, 2008; ВНИПИэнергопром, 2007

Изменения численности населения P и площади жилого фонда S в г. Москве

Изменение коэффициента энергоэффективности Cээ теплоснабжения ЖКХ в г. Москве

Потребление тепловой энергии населением г. Москвы в гг. НИЛ Глобальных проблем энергетики МЭИ

Область применения полученных результатов 1) Моделирование и прогнозирование прикладных климатических характеристик для планирования в энергетике. Разработка прогнозных оценок параметров отопительного периода с использованием авторских подходов к моделированию региональных климатических изменений способно значительно повысить точность планирования развития региональных систем теплоснабжения по сравнению с имеющимися аналогами. 2) Разработка методов долгосрочного планирования и нормирования регионального энергоснабжения с учетом изменения природно- климатических условий для оптимизации существующих и проектируемых систем теплоснабжения в условиях изменения природной среды и климата. Использование результатов моделирования изменения природной среды и климата способно значительно повысить эффективность использования имеющихся систем теплоснабжения и обеспечить энергосберегающий эффект при проектировании новых на уровне региональных энергосистем и городских комплексов жилищно-коммунального хозяйства.